Дрель ударная HAMMER UDD950A
3890 ₽ Подробнее
Мультипекарь Redmond RMB-611 2172 ₽ Подробнее
Hammer
Чтобы осуществить пайку бронзы в домашних условиях, для начала стоит обзавестись необходимыми инструментами и материалами, такими как:
- газовая горелка;
- тигель;
- борная кислота;
- серебро;
- медь;
- бура;
- основание из асбеста.
Схема сварки бронзы под флюсом.
Обыкновенный оловянно-свинцовый припой для работы совсем не подходит. Он будет оставлять отчетливые следы на деталях, к тому же он малоэффективен. Пайка бронзы может быть разрушена уже через несколько часов эксплуатации. Очень важно сделать действительно правильный припой, который подходит для бронзы и латуни. Сделать его можно с помощью двух материалов – меди и серебра.
Причем очень важно соблюдать пропорции. Для работы понадобится 1 часть меди и 2 части серебра. Их необходимо расплавить с помощью газовой горелки, предварительно поместив материалы в тигель. Важно следить за тем, чтобы сплав получился равномерным. Далее тигель помещается в холодную воду. В результате получается однородный застывший сплав. Далее его нужно расплющить, чтобы получилась тонкая лепешка, которую удобно будет обрабатывать с помощью напильника. В итоге должна получиться крошка из сплава. Она-то и будет использоваться в качестве припоя.
Правила паяния медных деталей
Паяльник используют лишь для соединения мелких деталей, а сам процесс паяния производится при температуре +350 ℃. Крупные же заготовки, ввиду их повышенной теплопроводности, нужно паять только горелками.
Что касается ванн и печей, то здесь две позиции, отличающиеся друг от друга наполнителем. Это может быть припой или соль. Необходимо отметить, что соли выполняют две функции: нагревательного элемента, как источника температуры, и флюса.
То есть, в технологиях, где используются соляные печи или ванны, флюсы не применяются.
В принципе, в независимости от металла заготовок, сам процесс соединения одинаков для всех материалов. И делится он на шесть этапов:
очистка заготовок меди механическим способом для удаления оксидной пленки;- обезжиривание;
- внесение флюса в зону пайки;
- нагрев зоны.
- внесение припоя;
- зачистка стыка от флюса и припойного материала.
Также проводится пайка бронзы. Основное отличие – это необходимая марка припоя и флюса. Поскольку бронзы представляют собой сплав меди, олова и некоторых других элементов, то выбор припоя не составляет труда.
К бронзам также относят сплавы меди и кадмия, меди и бериллия, сплавы со свинцом, алюминием. Необходимо обращать внимание на состав бронзы, в зависимости от которого меняются свойства материала.
Аргонодуговая
Данный тип сварки принципиально схож с ручной дуговой сваркой. Отличие заключается лишь в том, что процесс происходит в среде защитного газа. Аргон тяжелее воздуха, поэтому он образует защитную зону, через которую к сварочной ванне не поступает атмосферный кислород. Аргонодуговая сварка может осуществляться неплавящимися вольфрамовыми электродами или плавящимися электродами, роль которых выполняют прутки.
Именно аргонодуговая сварка наиболее часто применяется при работе с бронзой и латунью. В особенности такое предпочтение отдается при толщине металла, превышающей 5 мм. Производительность сварки достаточно высокая, однако сам процесс требует от сварщика наличия определенной квалификации. Электрическая дуга, образованная между поверхностью металла и электродом, частично расплавляет кромки, после чего происходит соединение с образованием шва. Как было уже сказано выше, требуется предварительная подготовка кромок.
Существует ряд рекомендаций, позволяющий получить высококачественное соединение деталей из сплавов меди.
- Шов желательно формировать небольшими участками.
- При финализации процесса постепенно понижается напряжение, а затем дуга уводится в сторону.
- Для предотвращения испарения легирующих элементов применяют специальные присадки, содержащие кремний, алюминий или бор.
Сварка бронзы и латуни сопровождается выделением токсичный веществ, поэтому осуществляется с соблюдением всевозможных мер безопасности. Аргоновая сварка имеет ряд преимуществ перед остальными типами соединения.
- Получение эстетичного шва.
- Экономичность процесса.
- Не нужно очищать деталь от шлака.
- Для бронзы аргоновая сварка является наиболее предпочтительной.
- Аргоновой сваркой можно наплавлять детали, восстанавливая их прежнюю форму (например, при износе).
- Имеется возможность работать с тонколистовым металлом.
Подбор припоя и флюса
Когда проводится пайка медных сплавов при низкотемпературном режиме, применяются оловянно-свинцовые припои и свинцово-серебряные.
В зону пайки добавляется или канифоль, растворенная спиртом, или хлористый цинк. Это флюсы. К сожалению, оловянные и свинцовые добавки – это высокая хрупкость соединения, которая образуется за счет так называемых интерметаллидов. При низких температурных режимах пайки в них образуются трещины.
Поэтому для соединения меди используются припойные материалы, в которых олова содержится не более 15%. Свинцовая составляющая увеличивает ударную вязкость стыка.
А если в материале содержится серебро, то соединение меди становится хладо- и теплостойким. Но необходимо учитывать и тот факт, что серебро снижает прочность соединения.
При диффузионной пайке припой для меди – это несколько металлов: олово, свинец, индий и галлий. Если проводится низкотемпературный процесс, то нельзя гарантировать высокую прочность соединения. Она не выше 70 МПа.
Капиллярная пайка также может быть проведена этими припоями. Но с одним условием – зазор между заготовками не должен превышать 0,5 мм, а температура пайки не больше +900 ℃.
Для пайки оловянной бронзы применяют серебряные, оловянно-свинцовые и медно-цинковые припои. При высоком содержании олова в сплаве медно-цинковый материала нежелателен. В процессе пайки бронзу следует разогревать постепенно, и тщательно флюсовать металл.
Газовая
Газовая сварка медных сплавов используется преимущественна для того, чтобы максимально снизить угар легирующих элементов. Сварочное пламя настраивается так, чтобы отчетливо выделялись три зоны. Поверхность металла должна находиться на границе второй и третьей зоны. Работа с кремнистой бронзой требует наличия окислительного пламени. Оно получается при горении смеси кислорода и ацетилена, если соотношение первого газа ко второму составляет 1,2. Бронза, содержащая алюминий, при сварке доставляет немало проблем, так как образуется пленка из оксида алюминия, сгущающая содержимое сварочной ванны.
При отсутствии предварительной и последующей термообработки шва качество и прочность соединения, полученного при помощи газовой сварки составляет 85% от прочности основного метала. Хороший результат можно получить только после проковки шва. Газовая сварка требует от мастера большого опыта. При низкой скорости ведения горелки в металле могут образовываться поры. Необходимо правильно подобрать мощность горелки, состав газа, исходя из типа бронзы и толщины заготовки.
Некоторые виды припоев
Кадмиевые припои при пайке меди и стали требуют к себе определенных навыков работы с ними. Потому что технологичность этих материалов ниже, чем у предыдущих.
Необходимо отметить, что такое соединение является термостойким (до +350 ℃), но не хладостойким. К тому же стык из кадмиевого сплава будет не очень прочным.
Цинковые припойные материалы редко используются для пайки меди, потому что сам металл быстро растворяется в материале припоя. Это ослабевает стык, отсюда и низкая прочность на разрыв – до 15 МПа.
Цинковые припои, легированные серебром или той же медью, также обладают низкой текучестью. Легированные кадмием или оловом эти материалы хоть и обладают неплохой текучестью, но прочность самого соединения сильно падает.
Медно-фосфористые марки с добавлением серебра – неплохой вариант для пайки. Соединение выдерживает высокие нагрузки, до 300 МПа, и температуру до +800 ℃. Но металл припоя, соединенный с медью, не пластичен. А значит, это небольшая прочность на изгиб.
Серебряные припойные материалы хорошо себя зарекомендовали при высокотемпературных режимах пайки меди. Правда, свои качества они проявляют, если пайка поводится ацетиленом или в специальных печах, где применяются коррозийно-активные флюсы.
Припои с высоким содержанием серебра используются в процессе соединения медных заготовок в вакууме или при нагреве аргоном. Если процесс проводится под давлением, то для соединения используют или фольгу (серебряную), или покрытие серебром.
Припойные материалы, в которых повышенное содержание меди и пониженное серебра, используют редко и в исключительных случаях. Потому что это тугоплавкий сплав, для которого требуется высокая температура нагрева.
Что касается чисто свинцовых припоев, то соединения, им проведенные, недостаточно прочны, но у них высокая пластичность. К примеру, изгибать такие стыки после пайки можно до угла 130°, а на растяжении они могут выдержать до 140 МПа.
Основы пайки дома
После того как все необходимые компоненты будут готовы, можно переходить к самому процессу пайки.
Схема пайки твердым припоем.
Для начала детали нужно подготовить, иначе вся работа может застопориться уже на своей начальной стадии. Все детали нужно обезжирить. Для этого можно использовать спирт или бензин. Все зависит от того, какое вещество у вас имеется в наличии. Далее флюс ровным слоем наносится на поверхность соединяемых деталей или узлов. Предварительно их необходимо уложить на асбестовое основание. Далее нужно взять порошок, который выступает в качестве припоя, и посыпать им соединяемые детали в том месте, где планируется производить пайку. Теперь в обязательном порядке нужно взять горелку и начинать нагревать то место, в котором будет делаться соединение.
При этом нагревать это место нужно постепенно.
Резкий прогрев может послужить образованию не совсем качественной пайки.
Схема высокотемпературного спаивания бронзы: 1 – движение горелки; 2 – движение прутка; 3 – движение горелки и прутка.
При этом нужно достигнуть температуры 700 градусов по Цельсию. Очень важно так же следить за режимом работы горелки. Она не должна резко нагревать материалы, так как это приводит к разрушению их структуры. Когда речь идет о работе с крупными деталями, то их нужно прогревать медленно и постепенно, но иногда приходится работать с тонкими материалами. В данном случае все происходит предельно быстро. Флюс способствует быстрому разогреву материалов по всей поверхности, и они без каких-либо проблем соединяются между собой.
Разумеется, каждому понятно, что данный вид пайки намного сложнее, чем обычная пайка оловом, но соединение получается более прочным и надежным. Только так можно получить на выходе действительно прочное соединение, которое в месте шва не будет сильно отличаться от общей структуры материалов.
Применение буры
Проводить пайку меди бурой всегда считалось самым простым способом соединения медных труб. По сути, бура – это высокотемпературный флюс в виде пасты.
При нагреве до 700-900 ℃ она начинает плавиться, превращаясь в стекловидную массу. С ее помощью соединяют между собой не только медные заготовки, но и медь с железом, для чего используются припои из меди, серебра, золота или латуни, то есть, среднеплавкие сплавы.
Единственное, на что необходимо обратить внимание, это соли, которые образуются в процессе пайки меди с помощью буры.
Высококачественный флюс на основе буры можно изготовить в домашних условиях, что и делает большинство мастеров.
Для этого они смешивают в одинаковых пропорциях борную кислоту и буры. Добавляют в нее воды, перемешивают и выпаривают. Получается борный флюс. Для увеличения качества в смесь можно добавить хлористые или фтористые соли.
Технология пайки медных трубок практически ничем не отличается от стандартного процесса. Но есть в нем и свои нюансы.
К примеру, буру наносят и поверх трубок, и по внутренним ее поверхностям. Затем два патрубка нагреваются в течение 15 секунд, и только после этого вносят припой в зону нагрева.
Подготовка к работе
На сегодняшний день сварка бронзы, как и прочих сплавов, содержащих медь, осуществляется тремя способами: ручная дуговая сварка, аргонодуговая сварка и газовая сварка. Подготовительные работы определены для каждого вида работ и не зависят от выбора способа сварки. Необходимость подготовки металлических поверхностей продиктована требованиями к сварочному шву.
Первым делом путем механической обработки необходимо сформировать кромки, которые будут прилегать друг к другу максимальной площадью. Затем наждачной бумагой или любым инструментом с абразивом придется отполировать торцы до появления характерного золотистого блеска. Данную процедуру нужно выполнять в любом случае, так как бронза быстро покрывается слоем окисла, который может препятствовать формированию качественного шва.
Если нет возможности провести механическую обработку, а кромки находятся в нормальном состоянии, то избавиться от окисла можно с помощью раствора азотной или соляной кислоты.
Как паять медную проволоку
В домашних условиях часто приходится паять медную бижутерию. При кажущейся простоте процесса, он на самом деле не прост. Во-первых, надфилем надо обработать медную проволоку так, чтобы соединение двух ее частей проходило по большей плоскости. Обязательно надо соединяемые части закрепить относительно друг друга, чтобы в процессе пайки не происходило смешение.
В место стыка добавляется жидкий флюс, после чего проводится нагрев места соединения горелкой. Далее в зону нагрева подается припой. Лучше, если это будут небольшие кусочки, которые устанавливаются встык пинцетом. Можно их уложить до начала нагрева медной проволоки.
Пайка пищевой и непищевой меди – стандартизированный процесс, основанный на двух документах – это ГОСТ 1922249-73 и ГОСТ 16038-80. То есть, нормами и правилами оговорено конкретно, как проводить работу, чем и в каких условиях.
